Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
近年の精密重合技術の発展により、生体高分子 (タンパク質など) のように均一なモノマー配列や分子長さをもつ合成高分子が作製され、分子間結合のような優れた機能が発現されてきている。しかし実際の生体では膜タンパク質のように分子システムの中で機能を発現するものも存在する。合成高分子が流動性の膜に組み込まれた状態で分子間結合を示すために必要な構造が明らかになれば、膜の分子システムを模倣した人工分子システムの構築につながる。そこで本研究では標的分子との結合部位、疎水的な部位、および集積応答部位をもつ合成高分子を作製し、標的タンパク質との結合によって凝集誘起発光を示す高分子二重膜システムを開発する。
本研究では合成高分子による分子二重膜を基板上に形成し、生体分子との分子認識を介したシステム的な応答挙動の達成を目標とした。前年度までに、リビング重合によりブチルアクリレートおよびジメチルアクリルアミドからなる両親媒性のブロックポリマーを合成し、QCM-Dのガラス基板上に膜の形成を確認した。それぞれのブロックが100量体ずつからなる組成が最も高いセンサー表面被覆率を示した。本年度はこのブロックポリマーに対してマンノース糖鎖を導入したものを2種類作製した。ひとつは糖鎖モノマーをジメチルアクリルアミド部分にランダム共重合したもの、もう一つはジメチルアクリルアミドの次にブロック重合したものである。これらを用いてQCM-Dセンサー基板上に高分子膜を形成し、標的タンパク質であるコンカナバリンAの結合挙動を評価した。結果として、糖鎖をランダム的に親水部に導入した高分子で作製した膜の方が、タンパク質に対して強い結合力を示した。またマンノース糖鎖に対して結合を示さない別のタンパク質(ピーナッツアグルチニン)では結合が見られなかったことから、たしかに糖鎖に由来するコンカナバリンの結合であることを確認した。結合に伴う粘弾性は、2種類の糖鎖高分子で差が見られなかったことから、作製した高分子膜の結合力の違いは動的な性質の差ではなく、糖鎖の提示様式の差であることが考えられた。本研究の成果は国際論文として出版された。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2024 2023
All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results, Open Access: 5 results) Presentation (1 results)
Journal of Materials Chemistry B
Volume: 12 Issue: 7 Pages: 1782-1787
10.1039/d3tb02663a
ChemPlusChem
Volume: -
10.1002/cplu.202400136
Materials Advances
Volume: 4 Issue: 15 Pages: 3192-3196
10.1039/d3ma00251a
ACS Macro Letters
Volume: 12 Issue: 6 Pages: 733-737
10.1021/acsmacrolett.3c00182
Chemistry-An Asian Journal
Volume: 18 Issue: 19 Pages: 19-19
10.1002/asia.202300643
Industrial & Engineering Chemistry Research
Volume: 63 Issue: 1 Pages: 200-209
10.1021/acs.iecr.3c03496